基于天線的隱形斗篷解決方案

幾年前，已經(jīng)有許多的研究結果證實能夠從金屬材料中建構出隱形斗篷──透過金屬與絕緣體的組成，可讓信號在物體之間進行傳輸。然而，盡管其后仍持續(xù) 投入開發(fā)，但卻仍無法使這項研究走出實驗室。如今，加拿大多倫多大學(University of Toronto)展示了一種采用與降噪頭戴式耳機相同原理的新開發(fā)途徑，可望使隱形斗篷實現(xiàn)商用化。

“我們也曾試著用超穎材料來打造隱形斗篷，但較大的問題是這種材料必須要夠厚才行，”多倫多大學教授George Eleftheriades表示，“所以，當你想掩飾掉一個大型物體時，隱形斗篷就會變得非常巨大且十分笨重── 即使超穎材料是一個可讓物體傳輸?shù)睦硐敫拍?，但并不實用?rdquo;

多倫多大學教授George Eleftheriades(左)與博士候選人Michael Selvanayagam展示開發(fā)隱形斗篷的新方法。

因此，Eleftheriades決定不再采用超穎材料，他在待隱形的物體周圍裝上微型天線，并調(diào)整至可讓物體發(fā)生隱藏或偽裝的同一頻段。天線接著會發(fā)出 一種信號來抵銷反射信號，從而有效地偽裝該物體。在實驗中，研究人員們能以12磁偶極回路的天線數(shù)組有效地隱形金屬圓柱。透過改變控制電流施加于每一數(shù)組 元素的重量，金屬圓柱就能以向前或向后的方向有效地隱形。此外，透過調(diào)整各種配置的重量，他們還能夠展現(xiàn)物體如何偽裝成各種不同的尺寸大小或出現(xiàn)在不同的 位置，這是過去采用超穎材料從未被證實的新發(fā)現(xiàn)。

“透過天線，你不必在物體周圍改變傳輸無線電波-天線可自動偵測輸入信號并反饋一個可用于抵消的信號，這有點像是降噪耳機的原 理，”Eleftheriades解釋，“這是一種能夠付諸實際應用的方式，對于電子工程師而言，也是一個完美的途徑，因為我們能夠整合電子與控制，使其 得以讓物體隱形，我們能改變其散射截面，使其得以看起來更小或類似不同材質(zhì)，或甚至改變其所在位置等-這些都可透過調(diào)整微型天線而實現(xiàn)。”

該研究小組還包括博士候選人Michael Selvanayagam，他們聲稱這種基于天線的隱形斗篷解決方案，由于采用的平面環(huán)形天線可印刷在像皮膚一樣薄的物體上，因而能讓物體看起來可擴展到相當大，也可以做得很薄。

未來，研究人員們打算進一步試驗采用天線數(shù)組偵測輸入信號的自適應電子組件，然后再相應地調(diào)整其重量。這種自適應的方法也可以根據(jù)用戶或系統(tǒng)的需要而實時改變物體外形。

除了隱藏和偽裝軍事載具與偵測飛機以外，研究人員們希望該系統(tǒng)也能應用在民用領域，如透過隱藏讓信號更自由地傳送，從而減少因蜂窩式基站產(chǎn)生的干擾。從理論上來看，在納米天線技術日趨完善后，這種方法應該也適用于可見光波段。